低能耗與高集成度間的矛盾限制了集成電路未來的發(fā)展,傳統(tǒng)的基于電荷輸運(yùn)的CMOS器件技術(shù)已經(jīng)逼近其本征極限。自旋波因其波長短、超低能量損耗的特點(diǎn)被認(rèn)為是下一代信息載體的有力競爭者之一。基于自旋波的信息處理器件由于其利用波動(dòng)特性工作的本質(zhì),被認(rèn)為不僅有望實(shí)現(xiàn)多信道數(shù)據(jù)并行處理的傳統(tǒng)布爾邏輯運(yùn)算,還可能應(yīng)用于如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域所需的非布爾邏輯運(yùn)算。在眾多自旋波信息處理器件中,耦合型自旋波功能器件作為其它自旋波功能器件間的高效、可控連接,其研究成為了業(yè)界的研究熱點(diǎn)。本論文在對(duì)目前耦合型自旋波功能器件發(fā)展動(dòng)態(tài)的綜述與分析基礎(chǔ)上,針對(duì)現(xiàn)有可重構(gòu)自旋波定向耦合器件在功能切換手段存在的不足,提出利用電流誘導(dǎo)的自旋-軌道矩（SOT）實(shí)現(xiàn)定向耦合器的功能、工作頻率的動(dòng)態(tài)切換。主要研究工作包括:利用理論分析和微磁學(xué)模擬方法研究了自旋波定向耦合器的基本工作原理,探究了自旋波定向耦合器相對(duì)磁化狀態(tài)的改變對(duì)器件耦合效率的影響;采用微磁學(xué)模擬方法,提出了基于SOT翻轉(zhuǎn)磁化狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的可重構(gòu)自旋波定向耦合器模型,系統(tǒng)地研究了電流密度大小和電流脈沖施加時(shí)間對(duì)提出的定向耦合器磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)過程及結(jié)果的影響;對(duì)實(shí)際應(yīng)用中可能... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于電、磁場調(diào)控的自旋波定向耦合器件
        1.2.2 基于磁狀態(tài)改變的可重構(gòu)自旋波定向耦合器件
        1.2.3 其他耦合型自旋波功能器件
    1.3 面臨的挑戰(zhàn)及未來的發(fā)展方向
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 磁化動(dòng)力學(xué)與微磁學(xué)模擬方法
    2.1 磁化強(qiáng)度矢量的動(dòng)力學(xué)方程
    2.2 有效場的求解
        2.2.1 交換作用能
        2.2.2 靜磁能
        2.2.3 各向異性能
        2.2.4 Zeeman能
    2.3 磁矩的進(jìn)動(dòng)形式
        2.3.1 磁矩的一致進(jìn)動(dòng)
        2.3.2 磁矩的非一致進(jìn)動(dòng)——自旋波
    2.4 微磁學(xué)模擬
        2.4.1 微磁學(xué)計(jì)算原理及方法
        2.4.2 OOMMF簡介
        2.4.3 MuMax3 簡介
    2.5 自旋波的色散關(guān)系
        2.5.1 薄膜中自旋波的色散關(guān)系
        2.5.2 縱向磁化微觀波導(dǎo)中自旋波的色散關(guān)系
    2.6 本章小結(jié)
第三章 MFA:多進(jìn)程加速的多類型傅里葉分析軟件
    3.1 MFA的組成結(jié)構(gòu)
        3.1.1 數(shù)據(jù)重組織模塊
        3.1.2 傅里葉變換計(jì)算模塊
    3.2 計(jì)算結(jié)果正確性的驗(yàn)證
    3.3 軟件性能驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 自旋波定向耦合器的工作原理
    4.1 耦合波導(dǎo)模型
    4.2 自旋波定向耦合器的基本工作原理
    4.3 耦合波導(dǎo)相對(duì)磁化狀態(tài)對(duì)耦合效率的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于自旋-軌道矩的可重構(gòu)自旋波定向耦合器
    5.1 基于自旋-軌道矩的可重構(gòu)自旋波定向耦合器的結(jié)構(gòu)
    5.2 使用自旋-軌道矩翻轉(zhuǎn)定向耦合器的磁化狀態(tài)
        5.2.1 電流誘導(dǎo)的自旋-軌道矩效應(yīng)
        5.2.2 自旋-軌道矩與自旋轉(zhuǎn)移矩間數(shù)值轉(zhuǎn)換的推導(dǎo)
        5.2.3 電流密度對(duì)定向耦合器磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的影響
        5.2.4 電流施加時(shí)間對(duì)定向耦合器磁化狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的影響
    5.3 功能和工作頻率均可重構(gòu)的定向耦合器的實(shí)現(xiàn)
    5.4 實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題的解決方案
        5.4.1 引入圖形化凹槽釘扎耦合波導(dǎo)中的磁疇壁
        5.4.2 阻尼系數(shù)增加時(shí)定向耦合器的工作情況
        5.4.3 重金屬層引起的射頻傳播調(diào)制對(duì)定向耦合器的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3182283